| 研究課題/領域番号 |
15360151
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
木須 隆暢 九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助教授 (00221911)
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| 研究分担者 |
井上 昌睦 九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助手 (80346824)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2005年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2004年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2003年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
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| キーワード | 高音超伝導 / YBCO線材 / 臨界電流 / 磁束ピンニング / 低温レーザ走査顕微鏡 / ゼーベック効果 / パーコレーション / 電流-電圧特性 / 高温超伝導 / 歪み特性 / 低温走査レーザ顕微鏡 / 走査レーザ熱電顕微鏡 / マルチフィラメント / 電界-電流密度 / バーコレーション / 機械歪み特性 / YBCO / 線材 / 分布 / 低音レーザ走査顕微鏡 |
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| 研究概要 |
イットリウム系高温超伝導体(YBCO)を金属基材上に堆積したYBCO線材は、優れた超伝導特性を有することが知られており、現在、日米欧で実用線材開発を目指した熾烈な競争が繰り広げられている。本研究は、先進超伝導パワー応用機器の開発を支援することを目的に、温度、磁界、試料の微細組織等によって複雑に変化するYBCO線材の通電特性を明らかにすると共に、素線の電界-電流密度特性の定式化・推定法を確立し、計算機援用による素線の最適構造の解明ならびに大電流容量導体開発のための工学的設計基盤を確立しようとするものである。
本研究課題において得られた主な成果は次の通りである。
(1)局所的電磁特性計測法の開発とYBCO線材における損失発生機構の解明
高磁界下における線材内の局所的損失発生過程を可視化する手法を新たに開発し、局所的損失発生、電流分布、結晶欠陥との関係を明らかとすることによって、線材内の電流制限機構を解明した
(2)工業材料としての通電特性の定式化・推定法の開発
前記の知見を基に、巨視的通電特性のモデルを確立し、通電特性を解析的に記述する評価式を導出すると共に、限られた測定結果より任意の温度、磁界環境下における特性を推定する手法を確立した。また、実測との比較によりその定量性の検証を行った。
(3)解析的通電特性を用いた数値シミュレーションによるコイル特性解析への適用
素線の通電特性を基に、伝導冷却下における直流通電コイルの電熱特性を数値シミュレーションによって解析し、実験との比較により、コイル導体設計への適用可能性について検証した。すなわち、本研究で導出した非線形通電特性に関する解析式を用いて巻線内の損失分布を評価し、磁界分布、熱伝導を考慮した練成解析によって、コイル内温度の時間発展を求め、実測結果との比較によりその定量性を明らかとした。
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